一种超大跨度的叠合结构制造技术

本发明专利技术涉及一种超大跨度的叠合结构，所述超大跨度的叠合结构包括巨型钢桁架结构和叠合在巨型钢桁架结构上方的弦支网壳结构，所述巨型钢桁架结构的主骨架包括环向桁架和径向桁架，所述径向桁架位于环向桁架底部并与环向桁架连接，共同支撑位于顶部中央的环向桁架，所述弦支网壳结构叠合于环向桁架的上方，所述径向桁架之间不设有支撑骨架。与现有技术相比，本发明专利技术具有稳定性强、抗扭刚度强以及节省材料用量等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种超大跨度的叠合结构
本专利技术涉及建筑结构领域，尤其是涉及一种超大跨度的叠合结构。
技术介绍
近几十年来，随着人们在展览、文娱、体育等活动的急剧增长和新技术、新材料的不断涌现，多种空间结构形式，诸如网架、网壳、薄壳、悬索等都得到了广泛的应用和飞速的发展。随着社会的发展和建筑技术的进步，人们对建筑的要求已不仅仅是满足生存的基本需求和生产的需要，而对建筑有了更高层次的要求—造型优美、经济实用、跨越更大的空间。其中最主要的就是增大结构跨度，向超大跨度发展。体育场馆、机场候机厅、歌舞剧院、会展中心等大型公共建筑无一例外均需要建筑能够跨越较大的空间。随着大跨度空间结构的发展,近几年来，人们提出了对跨度超过200m以上超大跨度空间结构需求。专利CN101906815A提供了一种弦支拱壳结构，通过径向拉杆上附有网壳，同时在径向拉杆的底部设有环向拉索，共同构成一种弦支网壳结构，这种结构虽然可以克服单层网壳或厚度较薄的双层网壳稳定性差的缺点，但是该专利中所有的径向拉杆的端点汇聚在拱壳的顶点，共同对结构的顶部形成支撑，使得结构的顶部为点受力，这种受力方式不够稳定，容易在顶部压力大时发生整体结构的崩溃。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题提供一种超大跨度的叠合结构。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种超大跨度的叠合结构，所述超大跨度的叠合结构包括巨型钢桁架结构和叠合在巨型钢桁架结构上方的弦支网壳结构，所述巨型钢桁架结构的主骨架包括环向桁架和径向桁架，所述径向桁架位于环向桁架底部并与环向桁架连接，共同支撑位于顶部中央的环向桁架，所述弦支网壳结构叠合于环向桁架的上方，所述径向桁架之间不设有支撑骨架。所述巨型钢桁架结构还包括单层网壳，所述单层网壳位于相邻的径向桁架之间。所述单层网壳包括环梁和斜支撑，所述环梁和斜支撑相互交错构成单层网壳，分布于相邻的径向桁架之间。所述环向桁架的上弦杆的截面积不小于49000mm2，下弦杆的截面积不小于41233mm2。所述弦支网壳结构的主骨架包括环向穹顶拉索和径向撑杆，所述径向撑杆沿环向穹顶拉索支撑环向穹顶拉索，并与环向桁架连接。所述环向穹顶拉索与径向撑杆之间还设有与所述环向桁架相匹配的单层网壳。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)该叠合结构通过将巨型钢桁架结构与弦支网壳结构混合应用，在结构中央比较扁平的区域使用弦支穹顶结构，外部形态作用较强的部位使用“主骨架+次结构”的巨型钢桁架结构，采用创新的组合结构体系可以充分发挥结构作用效应，使结构的大部分构件为轴心受力构件，在确保结构安全的前提下，最大限度的降低结构材料用量；同时巨型钢桁架的主骨架包括环向桁架和径向桁架，即顶部的受力方式为环向桁架构成的环向结构整体受力，比起传统的点受力方式，结构更为稳定。(2)巨型钢桁架中使用由环梁和斜支撑构成的单层网格作为次结构，该次结构一方面可以独立承担自身区域范围内的竖向荷载和水平荷载，另一方面又可以为径向桁架提供较强的侧向支撑，从而提高结构的整体稳定性和抗扭刚度，改善内力分布。(3)环向桁架的上弦杆的截面积不小于49000mm2，下弦杆的截面积不小于41233mm2，由于环向桁架是处于顶部中央，受压巨大，因而上弦杆和下弦杆较大的截面积可以提高环向桁架的刚度和承载力，从而与径向桁架一同构成可单独成立并能承受竖向荷载的主骨架，加强结构的稳定性。(4)弦支网壳结构的主骨架包括环向穹顶拉索和径向撑杆，即弦支网壳结构也为面受力而非点受力，进一步缓解了顶部的局部压强，提高了结构的稳定性。(5)环向穹顶拉索与径向撑杆之间还设有与环向桁架相匹配的单层网壳，进一步提高了弦支网壳结构的支撑强度，增强了结构的稳定性。附图说明图1为本专利技术中超大跨度的叠合结构的整体示意图；图2为巨型钢桁架结构的主骨架的结构示意图；图3为巨型钢桁架结构的单层网壳的结构示意图；图4为弦支网壳结构的单层网壳的结构示意图；图5为弦支网壳结构的主骨架的结构示意图；图6为本实施例中的建筑结构图；图7为本实施例中的建筑结构图；图8为本实施例中的建筑结构图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例提供了一种超大跨度的叠合结构，该结构是巨型钢桁架结构与弦支网壳组合而成的结构体系。巨型钢桁架结构是由三管桁架组成的主骨架结构和主骨架结构之间的单层网壳结构共同构成的，主骨架结构由环向桁架和径向桁架组成，如图2所示，其中央的环向桁架处于屋盖中央，受压巨大，通常需要加强环桁架上下弦杆的截面，提高刚度和承载力，从而与径向桁架一同构成可单独成立并能承受竖向荷载的主骨架，一般上弦杆的截面积不小于49000mm2，下弦杆的截面积不小于41233mm2。主骨架之间的次结构采用单层网壳结构，如图3所示。在相邻径向桁架间，布置由环梁和斜支撑构成的联方型单层网壳，作为次结构。该次结构一方面可独立承担自身区域范围内的竖向荷载和水平荷载，另一方面又可为径向主桁架提供较强的侧向支撑，进而提高结构的整体稳定性和抗扭刚度，改善内力分布。该叠合结构将巨型钢桁架结构与弦支网壳结构混合应用，在结构中央比较扁平的区域使用弦支网壳结构，弦支网壳结构的主骨架包括环向穹顶拉索和径向撑杆，径向撑杆沿环向穹顶拉索支撑环向穹顶拉索，并与环向桁架连接，如图5所示。环向穹顶拉索与径向撑杆之间还设有与环向桁架相匹配的单层网壳，如图4所示。本实施例中，将叠合结构应用到某商务山水中心的水馆中，如图6～8所示，该建筑为一大体量扁平椭球体。整个屋盖落于地下室柱顶即0.000标高处，在与相邻的山馆接口处有一道弧形切口。屋盖纵向长度为228m，横向最大宽度为137m，中央最高处标高为30m，矢跨比分别为1/7.6和1/4.6。屋盖中央设玻璃采光顶，结合金属面板作为外维护材料，整体造型晶莹剔透，不同表面材料表现出强烈的对比，极具现代感和体量感。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超大跨度的叠合结构，其特征在于，所述超大跨度的叠合结构包括巨型钢桁架结构和叠合在巨型钢桁架结构上方的弦支网壳结构，所述巨型钢桁架结构的主骨架包括环向桁架和径向桁架，所述径向桁架位于环向桁架底部并与环向桁架连接，共同支撑位于顶部中央的环向桁架，所述弦支网壳结构叠合于环向桁架的上方，所述径向桁架之间不设有支撑骨架。

【技术特征摘要】
1.一种超大跨度的叠合结构，其特征在于，所述超大跨度的叠合结构包括巨型钢桁架结构和叠合在巨型钢桁架结构上方的弦支网壳结构，所述巨型钢桁架结构的主骨架包括环向桁架和径向桁架，所述径向桁架位于环向桁架底部并与环向桁架连接，共同支撑位于顶部中央的环向桁架，所述弦支网壳结构叠合于环向桁架的上方，所述径向桁架之间不设有支撑骨架。2.根据权利要求1所述的超大跨度的叠合结构，其特征在于，所述巨型钢桁架结构还包括单层网壳，所述单层网壳位于相邻的径向桁架之间。3.根据权利要求2所述的超大跨度的叠合结构，其特征在于，所述单层网壳包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁洁民，张峥，张月强，李璐，周旋，
申请(专利权)人：同济大学建筑设计研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31